TIP31C三极管的参数、引脚排列及应用电路

今天是 TIP31C 三极管，主要是以下几个方面：

1、TIP31C 是什么管?

2、TIP31C 引脚排列图

3、TIP31C CAD 模型

4、TIP31C 三极管参数

5、TIP31C 用在哪里?

6、TIP31C 的工作原理

7、TIP31C 三极管可用什么代替?

8、TIP31C 应用电路

一、TIP31C 是什么管?

TIP31C 是一种 典型的 NPN 晶体管，采用 TO-220 封装，经常被用于中间功率提交。 TIP31C通过连接三个具有不同掺杂的半导体单元而设计的中央单元(基极)很薄，另外两个外部区域(发射极和集电极)被大量掺杂。

TIP31C 系列晶体管的最大负载电压为 100V，但集电极电流约为 3A。 该晶体管用于放大和通用应用。

一旦将该晶体管用作开关，它就能够快速切换并一次驱动不同的负载。 也可以用于音频放大级。

二、TIP31C引脚排列图

TIP31C 是NPN 功率晶体管。 与任何其他晶体管一样，它具有三个引脚，即 发射极、基极 和 集电极，TIP31C的引脚配置如下所示。

TIP31C引脚排列图

TIP31C引脚排列图

三、TIP31C CAD 模型

1、TIP31C 电路符号

TIP31C 电路符号

2、TIP31C封装尺寸

TIP31C 电路符号

3 、TIP31C 3D模型

 

TIP31C 电路符号

四、TIP31C三极管参数与特性

TO-220 封装

工作温度范围为 -65 至 +150 C

NPN型三极管

中功率晶体管

直流增益最大和最小值 10 – 50

集电极电流 Max 为 3A

最大过渡频率为 3 MHz

集电极至发射极电压最大值为 100V

集电极电流耗散最大为 40 W

集电极至基极电压最大值为 100V

发射极至基极电压最大值为 5V

许通过晶体管基极的最大电流：1A DC

饱和电压低

易驱用品

操作区域非常安全

对于失真较少的配对设计

简单的提手和携带

TIP31C三极管参数

五、TIP31C用在哪里?

这里有3种情况可以应用TIP31C。

1、第一种情况

在第一种情况下，使用微控制器脉冲来控制 TIP31C，因为它具有高速和增益响应。 因此，TIP31C 将用于高速开关。

2、第二种情况

想要放大信号时，TIP31C 的放大系数相当不错，重要的是增益几乎是线性的。 因此，这些特性使 TIP31C 成为放大应用的最佳选择之一。

3、第三种情况

当你需要一个用于中等功率负载的简单开关设备时，TIP31C 是市面上最基本的晶体管之一，既容易获得又便宜。 它具有适合许多应用的电气特性，非常受欢迎。 因此，TIP31C 最适合选择随机开关设备。

六、TIP31C 的工作原理

TIP31C可以像任何其他功率晶体管一样使用。 在这里，将在共发射极配置中使用 TIP31C 来了解其工作原理。

TIP31C 的工作原理

在上面的电路中，我们使用 TIP31C 作为简单的开关设备。 如图所示，我们使用小型直流电机作为负载，用于打开晶体管的触发器由控制单元提供(不是微控制器，因为微控制器不能提供 300mA)。 控制单元向晶体管的基极提供+5V 脉冲，控制单元接地必须强制连接到晶体管发射极。

提供 10Ω 电阻用于限制通过基极的电流。 基极限流电阻很重要。 可以通过计算准确选择：

通过 基极 的最大电流 = 1 Amp

选择 基极电流 = 0.9 Amp

基极 和 发射极 之间的最大电压 = 5 V

选择 Vbe = 4.5V

电阻 R 两端的电压 = 控制单元电压输出 – 4.5 = XX V

电阻 R = XX/0.9 = YYΩ。

如电路所示，将 YY Ω 电阻与基极串联。

TIP31C 的工作原理

在正常情况下，晶体管将关闭，因为它们没有基极电流。 当控制单元电压脉冲达到基极时，电流流过晶体管的基极。 有了基极电流，晶体管就会导通。 这样就会有集电极电流流过 发动机。 所以电机旋转，发动机将一直旋转，直到有基极电流。

当控制单元输出变低时，基极电流变为零，当基极电流变为零时，晶体管将关闭。 因此 集电极电流也变为零，使发动机 停止。

这样我们就可以把TIP31C当作开关器件来使用了。 上面使用的电路是一个简单的测试电路，不是应用电路。 如果没有像 散热器、反激二极管等那样的安排使用它会损坏设备。

要将 TIP31C 用作放大器，需要考虑电流增益特性。 因此，我们将介绍 TIP31C 的 电流增益图，以便更好地理解。 TIP31C的典型DC GAIN 图如下所示。

TIP31C 电流增益

从图中可以看出，当 集电极 电流为 1000mA 或 1A 时，增益乎为 100。 当 集电极电流为 2000mA 或 2A 时，增益 降至 60。 当集电极电流超过 2A 时，增益几乎是线性的。 此参数值对 放大器很重要。 通过考虑这些范围，我们可以做出适当的安排以获得更好的性能。

六、TIP31C三极管可用什么代替?

1、TIP31C 等价物

TIP31A、2N6122、TIP31B、MJE340K、SW4F013。

2、TIP31C替换型号

TIP122 、TIP121、TIP120、2N6288、2N6290、2N6292

但我们需要在仔细更改电流、电压和增益等可能造成永久性伤害的参数(电流、电压和增益)之前验证该晶体管的不同参数。

七、TIP31C 应用电路

1、达林顿 TIP31C NPN 晶体管驱动直流电机

一般来说，电位器不能直接控制直流电机的速度，因为它们会消耗大量电流，因此更有可能烧毁电位器。 作为替代方案，可以更改具有少量电流的电位器来运行带有达林顿对 TIP31C NPN 晶体管的直流电机。

所以使用达林顿晶体管驱动直流电机的电路如下图所示。 该电路可由电位器、达林顿晶体管(TIP31C NPN 晶体管)、1N4148 二极管和直流电机构成。 在上面的电路中，线性电位器连接在 Vs 和 0V 之间。

达林顿晶体管驱动直流电机

这样电位器中滑动端的电压将始终处于任何位置，否则它们将停留在两个电路电压之间。 一旦少量电流流过电位器内的滑动端，电压就会立即被一对达林顿晶体管改变。

来自可变电阻的电流可以通过大大增加电流来改变整个两个晶体管的流动并且可以通过可变电阻器来控制。

该电路的主要缺点是，达林顿晶体管不是完全线性的，因此对于可变电阻指定旋转的直流电机速度的修改在其范围的中心会更加微妙。 由于直流电机是电感负载，它会产生可能损坏第二个晶体管的“反电动势”。 像 1N4148 这样的二极管可以通过短路这个反电动势来防止这种伤害。 该电路的电源可直接由整流器提供。 该整流器将有助于防止电机“低速”卡住。 提供的最大电源电压为 60V，最高电机电流利用率为 3A。

2、TIP31C NPN 晶体管开关电路

简单的开关是晶体管在电子电路中最基本的应用之一。 简单地说，当向基极提供电压时，晶体管会在集电极-发射极沟道中传导电流。 当不存在基极电压时，开关关闭。 当基极电压存在时，开关打开。

LED：这是一个 8 毫米的红色 LED。

R1(470)：这个 470 电阻限制流过 LED 的电流，防止它烧坏，欧姆定律可用于计算电阻允许流过的电流量。

TIP31C：这是一个基本的 NPN 晶体管。 集电极连接到 R1 和 LED，而发射极接地。 当打开晶体管时，电流通过集电极和发射极，从而点亮 LED。 当晶体管关闭时，它起到绝缘体的作用，LED 不发光。

S1：此开关决定电流是否可以流向基极，关闭此开关会激活晶体管，导致电流流过 LED。 因此，关闭此开关会激活 LED，即使它没有直接连接到 LED 电路。

TIP31C NPN 晶体管开关电路

3、TIP31C 三极管作为放大器

晶体管通过放大微弱信号起到放大器的作用。 当向发射极-基极结提供直流偏置电压时，它保持正向偏置。 无论信号的极性如何，都会保持这种正向偏置。

由于输入电路中的低电阻，输入信号的每一个微小变化都会导致输出发生很大变化。 输入信号的发射极电流流向集电极电流，然后流经负载电阻 RL，在其两端产生高电压降。 结果，小输入值导致大输出电压，表明晶体管起到放大器的作用。

TIP31C 三极管作为放大器

4、其他应用

直流电机调速

照明系统

脉宽调制应用

继电器驱动器

开关电源

音频放大器

信号放大器

　　审核编辑：汤梓红